磁性材料基础与应用（（美）妮古拉 A. 斯波尔丁（Nicola A. Spaldin））（原著第2版）

第1篇基础知识

第1章静磁学概论 002

1.1磁场 002

1.1.1磁极 002

1.1.2磁通量 004

1.1.3电流磁场 005

1.1.4安培环路定理 005

1.1.5毕奥-萨伐尔（Biot-Savart）定律 005

1.1.6直流导线磁场 006

1.2磁矩 007

1.2.1磁偶极子 007

1.3定义 008

习题 009

延伸阅读 009



第2章磁化强度与磁性材料 010

2.1磁感应强度和磁化强度 010

2.2磁通密度 011

2.3磁化率和磁导率 012

2.4磁滞回线 013

2.5定义 014

2.6单位和换算 014

习题 015

思考 015

延伸阅读 016



第3章原子的磁性起源 017

3.1自由原子的薛定谔方程（Schrdinger equation）的解 017

3.1.1量子数的含义 019

3.2正常塞曼效应（normal Zeeman effect） 021

3.3电子自旋 022

3.4多电子原子体系 023

3.4.1泡利不相容原理（Pauli exclusion principle） 024

3.5自旋-轨道耦合 024

3.5.1拉塞尔-桑德斯耦合（Russell-Saunders coupling） 024

3.5.2洪特规则（Hund's rules） 026

3.5.3jj耦合 026

3.5.4反常塞曼效应 027

习题 028

延伸阅读 028



第4章抗磁性 029

4.1观察抗磁效应 029

4.2抗磁磁化率 030

4.3抗磁性物质 032

4.4抗磁性材料的用途 032

4.5超导现象 032

4.5.1迈斯纳效应（Meissner effect） 033

4.5.2临界磁场 033

4.5.3超导体的分类 034

4.5.4超导材料 034

4.5.5超导体的应用 035

习题 035

延伸阅读 035



第5章顺磁性 036

5.1朗之万顺磁性理论 037

5.2居里-外斯定律（Curie-Weiss law） 039

5.3轨道角动量冻结 040

5.4泡利顺磁性 041

5.4.1固体能带理论 042

5.4.2自由电子理论 043

5.4.3泡利顺磁体的磁化率 045

5.5氧的顺磁性 046

5.6顺磁体的应用 047

习题 047

思考 048

延伸阅读 048



第6章铁磁材料中的相互作用 049

6.1外斯分子场理论 049

6.1.1自发磁化 050

6.1.2温度对磁化强度的影响 050

6.2外斯分子场的起源 052

6.2.1He原子的量子力学 052

6.3铁磁性集体电子理论 054

6.3.1斯莱特-鲍林曲线（Slater-Pauling curve） 056

6.4小结 057

习题 057

延伸阅读 058



第7章磁畴 059

7.1磁畴观测 059

7.2磁畴起源 060

7.2.1静磁能 061

7.2.2磁晶各向异性能 061

7.2.3磁致伸缩能 062

7.3畴壁 063

7.4磁化和磁滞 064

习题 068

延伸阅读 069



第8章反铁磁性 070

8.1中子衍射 071

8.2外斯反铁磁理论 073

8.2.1TN温度以上的磁化率 074

8.2.2在TN温度的外斯定律 074

8.2.3TN温度以下的自发磁化 075

8.2.4TN温度以下的磁化率 075

8.3负分子场的产生 077

8.4反铁磁体的应用 080

习题 080

思考 081

延伸阅读 081



第9章亚铁磁性 082

9.1亚铁磁性的外斯理论 083

9.1.1TC温度以上的外斯理论 084

9.1.2TC温度以下的外斯理论 085

9.2铁氧体 087

9.2.1立方晶系铁氧体 087

9.2.2六角晶系铁氧体 089

9.3石榴石 090

9.4半金属反铁磁体 090

习题 091



第10章基础知识概要 093

10.1磁序类型回顾 093

10.2决定磁序类型的物理机制回顾 094



第2篇磁现象

第11章各向异性 098

11.1磁晶各向异性 098

11.1.1磁晶各向异性的起源 099

11.1.2磁晶各向异性的对称性 099

11.2形状各向异性 100

11.2.1退磁场 100

11.3感生磁各向异性 101

11.3.1磁场退火 102

11.3.2轧制各向异性 102

11.3.3感生磁各向异性的机理 102

11.3.4产生感生磁各向异性的其他

方法 103

习题 103



第12章纳米颗粒和薄膜 104

12.1小尺寸粒子的磁性 104

12.1.1单畴颗粒的实验证据 105

12.1.2磁化机制 105

12.1.3超顺磁性 106

12.2薄膜的磁性 108

12.2.1结构 109

12.2.2界面 109

12.2.3各向异性 109

12.2.4多薄才算薄？ 110

12.2.5二维极限 110

延伸阅读 110



第13章磁电阻 111

13.1常规金属中的磁电阻 111

13.2铁磁性金属中的磁电阻 112

13.2.1各向异性磁电阻 112

13.2.2自发磁化引起的磁电阻 113

13.2.3巨磁电阻 113

13.3庞磁电阻 117

13.3.1超交换和双交换 118

习题 120

延伸阅读 120



第14章交换偏置 121

14.1简易机制中存在的问题 122

14.1.1交换偏置的研究进展 123

14.2技术应用中的交换各向异性 124

延伸阅读 124



第3篇器件应用与新材料

第15章磁数据存储 126

15.1简介 126

15.2磁性介质 129

15.2.1磁介质中使用的材料 129

15.2.2磁盘的其他组件 130

15.3写入磁头 131

15.4读取磁头 131

15.5磁数据存储的未来 133

延伸阅读 134



第16章磁光学和磁光记录 135

16.1磁光学基础 135

16.1.1克尔效应 135

16.1.2法拉第效应 136

16.1.3磁光效应的物理起源 136

16.2磁光记录 138

16.2.1其他类型的光存储以及磁光记录的未来 140

延伸阅读/ 140



第17章磁性半导体和磁性绝缘体 141

17.1磁性半导体和磁性绝缘体中的交换相互作用 142

17.1.1直接交换和超交换 142

17.1.2载流子介导交换 143

17.1.3束缚磁极化子模型 143

17.2Ⅱ-Ⅵ族稀磁半导体——（Zn,Mn）Se 144

17.2.1增强塞曼分裂 144

17.2.2持续自旋相干 144

17.2.3自旋极化输运 145

17.2.4其他体系结构 146

17.3Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体——（Ga,Mn）As 146

17.3.1稀土-Ⅴ族化合物-ErAs 148

17.4氧化物基稀磁半导体 149

17.5铁磁绝缘体 150

17.5.1晶体场和Jahn-Teller效应 150

17.5.2YTiO3和SeCuO3 152

17.5.3BiMnO3 152

17.5.4氧化铕 153

17.5.5双钙钛矿 154

17.6总结 154

延伸阅读 154



第18章多铁材料 155

18.1铁磁性与其他类型铁性有序的比较 155

18.1.1铁电体 155

18.1.2铁弹性体 157

18.1.3铁涡体 157

18.2磁性和铁电性相结合的多铁材料 158

18.2.1磁性和铁电性之间的冲突 159

18.2.2磁性和铁电性相结合的途径 160

18.2.3磁电效应 161

18.3总结 163

延伸阅读/ 163



后记 164



习题答案 165



参考文献 188